小鹽粒蘊含大科技-新華網
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2023 09/28 11:00:03
來源:科技日報

小鹽粒蘊含大科技

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  眼下,全國秋糧陸續進入收穫季。我國多地鹽田也是一派豐收景象,工人們正駕駛着收鹽機械在鹽田裏來回穿梭,加緊作業。

  無鹽不成味。作為“百味之首”,鹽是維持生命的必需品,也是人們在烹飪時不可或缺的調味品。

  近年來,隨着科技進步,制鹽工藝技術也在不斷創新。食鹽生産早已不是大眾印象中“海水曬鹽”那樣“簡單粗暴”。鹽粒雖小,但蘊含的科技卻不少。科技加持下的食鹽,不僅是安全優質的調味品,更是身體健康的守護者。

  “蒸”出更高純度

  鹽,是廚房中最重要的調味品之一。人們需要鹽的鹹味來增加食物風味,並且氯化鈉中的鈉離子還能夠與食材中的氨基酸結合,形成谷氨酸鈉,産生提鮮的重要作用。

  而在維持身體健康方面,人們需要食鹽來保證人體正常的新陳代謝、平衡體內滲透壓等。

  根據原料來源,我國食鹽主要分為3類——井礦鹽、海鹽和湖鹽。通過抽取地下滷水製成的食鹽是井礦鹽;通過海水蒸發結晶産生的是海鹽;在鹽湖中直接開採或者通過鹽滷水在鹽田中曬制的則是湖鹽。

  原料來源不同,會導致食鹽中的礦物質和微量元素等有細微差別。例如,井礦鹽中會有氯化鈣、氯化鉀和氯化鎂等可溶性雜質殘留。

  不過,無論原料來源是什麼,食鹽的主要成分都是氯化鈉。氯化鈉的純度也是衡量食鹽生産水平的重要因素。

  湖南省井礦鹽工程技術研究中心主任、湖南省食品科學技術學會常務理事李加興介紹道,氯化鈉的純度越高,表明製作該鹽所使用的工藝越先進。此外,用氯化鈉純度較高的鹽做飯,用鹽量也會相對減少。

  要提高食鹽的純度,生産環節中的滷水過濾是重要一步。陶瓷膜近年來被廣泛應用於這一生産環節。

  陶瓷膜是氧化鋁、氧化鋯和氧化鈦等粉體原料經特殊工藝製備而成的膜,形狀多為管狀。陶瓷膜管壁密布微孔,在壓力的作用下,原料在膜管的內側或外側流動,小分子物質(或者液體)會透過陶瓷膜,大分子物質(或者固體顆粒、液體液滴)則被陶瓷膜截留,從而達到原料不同成分的分離、濃縮和純化的目的。

  得益於陶瓷膜的獨特性質,其十分適用於食鹽生産。陶瓷膜能夠在高溫高壓環境下正常工作,適用溫度可以達到400攝氏度,甚至可以承受800攝氏度至1000攝氏度的高溫以及千帕級的壓力。除此之外,陶瓷膜的化學穩定性好、耐腐蝕性強,在滷水過濾等極其考驗材料耐腐蝕性的工藝中表現良好。

  經陶瓷膜過濾後的滷水,需要進行蒸發才能得到真正的鹽。相比古法曬鹽,如今蒸煮滷水的方法——多效真空蒸發制鹽,更加節能高效。

  在真空蒸發器(以下簡稱蒸發器)內,滷水在外來蒸汽的作用下加熱沸騰,部分滷水的水分蒸發,滷水得到濃縮。滷水蒸發出的蒸汽(以下稱其為二次蒸汽)溫度要低於外來輸入蒸汽的溫度,但二次蒸汽仍然攜帶較多熱量。為了回收二次蒸汽中的熱量,它會被輸入到下一級蒸發器中,用於再次加熱滷水。不過,由於二次蒸汽的溫度相對較低,為了有效利用其中的熱量,此時會降低蒸發器中的壓力。由於水的沸點會隨壓力降低而降低,因此新蒸發器中的滷水會在更低的溫度下沸騰,其産生的蒸汽又能夠被用於氣壓更低的下一級蒸發器中。如此,通過多個蒸發器聯用,不斷回收蒸汽來進行加熱,可以大大節省蒸汽的消耗量。

  經過包括上述工藝在內的一系列工藝加工後,滷水中的雜質含量將大大降低,所得食鹽的純度可以達到98%,甚至超過99%,這便是人們常能看到的精製鹽。

  給鹽加“碘”營養

  碘是人體必需的微量元素,是人類合成甲狀腺激素的原料之一。為了應對我國部分環境缺碘地區的碘缺乏病,我國採取食鹽加碘政策,可以安全、便捷、長期地對當地居民進行碘營養的補充,避免碘缺乏病影響居民健康。

  不過,給食鹽加碘並不是一件簡單的事。加什麼樣的碘能夠最大程度地發揮功效?食鹽加碘背後有不小的學問。

  食鹽加碘技術剛誕生時,往食鹽里加入的是碘化鉀,但後來人們發現碘化鉀實在有些“脆弱”。

  陜西省地方病防治研究所副所長戴宏星&&,碘化鉀易氧化揮發,溶解性也比較好。當被加入食鹽中後,碘化鉀無法抵抗複雜的食鹽運輸、儲存環境,最終導致碘元素流失。

  要想盡可能避免碘流失,需要鹽的純度高於99.5%、所含水分低於0.1%,但大多數成品鹽難以達到這一標準。除此之外,加入碘化鉀的食鹽還需要添加穩定劑和乾燥劑,比如硫代硫酸鈉(大蘇打)、氫氧化鈣(熟石灰)、碳酸鎂、碳酸鈣、葡萄糖等,並須採取密封等措施保存。這對於需長距離運輸、長時間儲存的食鹽來説,要求過於苛刻。

  後來隨着技術不斷進步,人們逐漸開始在食鹽中加入碘酸鉀。

  相比之下,碘酸鉀的化學性質更加穩定。它不怕氧化,且對食鹽的純度要求不高,即使食鹽中雜質多一些影響也不大。同時,碘酸鉀的溶解度沒有碘化鉀那麼高,不易因受潮而溶解流失。

  除此之外,由於我國很多缺碘地區居民患有因缺硒導致的克山病,故供給此地區的食鹽中還需要添加亞硒酸鈉。亞硒酸鈉會和碘化鉀發生反應,導致硒和碘同時損失,而碘酸鉀就沒這個問題。因此,當我國企業掌握了碘酸鉀生産工藝以後,碘酸鉀便全面取代碘化鉀,成為食鹽中主要的碘來源。

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  鹽光互補:曬鹽、發電兩不誤

  近幾年,為了提高綜合競爭力,光伏産業開始與其他産業融合發展,食鹽産業便是其中之一。廣袤的鹽田是絕佳的光伏板架設地。

  鹽的最初形態是滷水,滷水池通常是一塊塊大小不一的方形水池,池內盛着從地下抽取或是海上引來的滷水。滷水在池內經風吹日曬蒸發後,鹵度不斷提升,直至達到標準後便可進入結晶池,鹽也正是從這一步開始逐漸“現出原形”。

  能夠蒸發滷水的地方,往往也是日照十分充足的地區,因此光伏發電成為近年來滷水曬場新的發展方向。我國多地引入了這樣的“鹽光互補”項目。

  鹽田上方架設的光伏板能夠實現正反兩面發電。其專門採用雙面雙玻組件,正面可以接收陽光進行電能轉換,反面吸收水面反射上來的陽光進行電能轉換。

  “不是所有水面光伏板都適合採用雙面雙玻組件,需要考慮影響光線反射的因素。像這種滷水池,水淺且水面平靜,光照反射能力強。我們測算過,架設雙面光伏板,發電量至少可以提升3%。”位於山東省濰坊市的華能山鹽150兆瓦光伏發電項目土建專業負責人何斌説。

  該項目相關負責人&&,“鹽光互補”光伏發電項目的核心理念是將鹽田和光伏發電有機結合起來,在保證“土地性質不變、鹽田收益不降、生態環境不變”的前提下,實現生態效益與經濟效益雙贏。(都 芃)

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